基于ARM+FPGA的BD2接收机设计与实现
基于ARM+FPGA的GPS接收机设计
１ 接 收 机 的 组成
接收机的组成可 以按 照功能划 分为两部 分 ： 射频部 分 和基带处理部分 。射频部分主要 是完成 Ｇ Ｓ信号 的接 收、 Ｐ 下变频及采样 的功能 。基 带处 理部 分 主要是完 成 Ｇ Ｓ信 Ｐ
ｐ ｒｏｍａ ｃ ｓ２ ０ ｍ／ ． ｈ ｅ ｅｖ ｒｃ ｎ ａ ｈ ｅ ｅ ｈ ｇ ｙ ａ ｃ ｎ ｖｇ ｔ ｎ ａ ｄ ｐ ｓｔ ｎ ｎ ． ｔｈ ｓ ｓ ｌ ｓｚ ，ｏ ｅ ｒ ｎ ｅ ｉ ０ ０ ｓ Ｔ ｅ ｒ ｃ ｉｅ ａ ｃ ｉｖ ｉｈ ｄ ｎ ｍｉ ａ ｉａ ｉ ｎ ｏ ｉ ｏ ｉ ｇ Ｉ ａ ｍａｌ ｉｅ ｌｗ ｆ ｏ ｉ
ｄ ｓｇ ｘ ｌｉ ｅ ，ｎ ｌ ｄ ｎ ｅ ｃ ｐ ｕ ｅ ｅ ｇ ｎ ，ｒ ｃ ｉｇ ｅ ｇ ｎ ， ｅ ｄ ｌｔ ｎ ｍｅ ｓ ｇ ｓ ａ ｄ ｐ ｓｔ ｎ ｒ ｓ ｌ ｔ ｎ ｅ ｉｎ ｉ ｅ ｐ ａ ｎ ｄ ｉ ｃｕ ｉ ｇ ｔ ａ ｔｒ ｎ ｉ ｅ ｔａ ｋ ｎ ｎ ｉ ｅ ｄ ｍｏ ｕ ａ ｉ ｓ ａ ｅ ， ｎ ｏ ｉ ｏ ｅ ｏｕ ｉ ． ｓ ｈ ｏ ｉ ｏ
Ｔ ｒｕｈｔ ｅ ｅｔｔｅｒ ｅ ｅ ’ ｏｉｏｉｇｐｅｉｏ ｓ６ １ ｇｔ ｅ ／ ｍ （ａ ｔ ｅ ，ｎ ｈ ｙａ ｉ ｈｏｇ ｅｆ ｌ ｔｓ， ｅ ｉ ｒ Ｓｐ ｓｉ ｎ ｒｃｓ ｎ ｉ ｍ（ｏ ｉ ｄ ） ８ ｈ ｉｄ ｈ ｃｖ ｔｎ ｉ ｎ ｕ １ｉ ｄ ） ａｄ ｔ ｄ ｎｍｃ ｔｕ ｅ
接收机 的射频前端 采用 Ｇ ２ １ 片 ， 带处理部 分采用 Ａ Ｍ Ｐ ０ ５芯 基 Ｒ ９内核 的 Ａ ９ Ｓ Ｍ ２ １芯片 和 Ｃ ｃ ｎ Ｉ Ｔ １Ａ ９６ ｙｌ ｅＩ ｏ 系列 的 Ｅ ２ ７Ｆ ７１ Ｐ Ｃ ０ ６２８芯片 。同时 阐述来接收机的软件设计 ， 括捕获 引擎 、 包 跟踪 引擎 、 解凋 电文 ， 位解 定 算等 。该接收机通过现场实验定位精度为 ６ 经度 ） ８ 纬度 ） 动态性 能达 ２ ０ ｍ ｓ可 以实现 高动态 ｍ（ ／ ｍ（ ， ００ ／， 导航定位 ， 同时体 积小 ， 功耗低 。
基于FPGA技术的HDLC帧收发器的设计与实现的开题报告
基于FPGA技术的HDLC帧收发器的设计与实现的开题报告一、研究背景与意义在现代通信系统中， HDLC（High Level Data Link Control）协议是一种广泛应用的数据链路层协议，在数据传输领域具有重要的意义。
HDLC协议能够实现可靠的数据传输、错误检测和纠错等功能，被广泛应用于各种通信系统中，如计算机网络、通信卫星、传感器网络等。
而在HDLC协议中，帧的生成和解析是其最基本的部分，因此设计一种高效、可靠的HDLC帧收发器技术，对实现基于HDLC协议的数据通信具有重要的意义。
而FPGA（Field-Programmable Gate Array）技术是一种高性能、高灵活性的可编程逻辑器件，具有并行处理能力强、延迟低、功耗小、可扩展性高等特点，被广泛应用于数字电路设计领域。
基于FPGA技术设计和实现HDLC帧收发器，能够实现高速、高效的帧传输和处理，提高通信系统的可靠性和稳定性。
二、研究内容与目标本次研究的主要内容是基于FPGA技术设计和实现一种高效、可靠的HDLC帧收发器，实现对于HDLC帧的收发和解析。
具体包括以下内容：1. HDLC协议的理论分析和研究，了解HDLC帧格式和协议流程，确定设计方案和实现策略；2. FPGA器件的选型和系统设计，包括硬件电路设计和信号处理等方面的内容；3. 基于Verilog HDL进行设计和实现，包括模块化设计、状态机设计、时序控制等；4. 通过仿真和实际硬件测试验证设计的正确性和可行性；本研究的目标是实现一种高效、可靠、具有扩展性的HDLC帧收发器，满足各种通信系统对于数据传输和处理的需求，并且与现有通信系统的兼容性良好。
三、研究方法1. 理论分析法：对HDLC协议进行深入研究和理论分析，确定设计方案和实现策略，为后续的FPGA设计提供理论基础和指导；2. 硬件电路设计法：选用适合的FPGA器件进行系统设计，包括电路设计和信号处理等方面的内容，确定硬件电路结构和信号流程；3. Verilog HDL设计法：基于Verilog HDL进行设计和实现，包括模块化设计、状态机设计、时序控制等，实现HDLC协议的帧收发和解析功能；4. 仿真和测试法：采用Modelsim等仿真工具进行软件仿真，通过实际硬件测试验证设计的正确性和可行性。
基于ARM与FPGA的嵌入式开放性运动控制器的设计与开发
插补算法 ， 其具体 的算法 流程图如图 ５ 所示 ：其 中 （
为 总轴 的
累加寄存器 ，ｉ （ ＝１ ２ ３ ） Ｒ ｉ ， ，… 为各 个 实 际轴 的累加 寄 存 器 ， Ｃ ｒｐ ｅ为总轴 当前 的运 动速 度 ， ｕＳ ｅｄ Ｄ 为运动 总轴 要运 行 的距 离 ， Ｄ （ ＝１２，… ） ｉ ， ３ 为ｉｎ ａ ｄ Ｄｅ ｅｏ ｍｅ ｔｏ ｎ Ｏｐ ｎ Ｅ ｂ ｄ ｅ ｓｇ ｎ ｖ ｌｐ ｎ ｆａ ｅ ｍ ｅ ｄ ｄ Ｍｏ ｉｎ Ｃｏ ｔｏ ｌｒＢａ ｅ ｎ ＡＲＭ ｎ ＧＡ ｔ ｎｒｌ ｓ ｄ ｏ ｏ ｅ ａ ｄ ＦＰ
Ｗａ ｉ Ｔ ｎ ｏｊｎ Ｈ ｈ ｏ Ｈ ａ ｇＷｅｆ ｇ ｎＬｎ ａ ｇＨ ｕｕ ｅＣ ａ ｕ ｎ ｉ ｎ ａ （ ｈ ｎ ｈ ｉ ｉｏ ｎ ｎｖｒ ｔ， ｈ ｎ ｈ ｉ ０ ２ ０ ｈｎ ） Ｓ ａ ｇ ａ ａ ｔ ｇ Ｕ ｉ ｓｙ Ｓ ａ ｇ ａ ０ ４ ，Ｃ ｉａ Ｊ ｏ ｅｉ ２
信息 。 在该 系统 中 Ｆ Ｇ Ｐ Ａ通过 双 口 Ｒ Ｍ 从 Ａ Ｍ 处 获取 规划 好 的 Ａ Ｒ
情况类似 ， 这里不再详述 ）
４ 运 动 控 制 器 插 补
算 法的设计
常 见 的插补 方法 有数
字 脉 冲 相 乘 法 ， 点 比较 逐
运动代码 ， 而后通 过插 补算法将运动代码转化 成一定数 目且 频率
可调 的脉冲来驱动步进 电机完 成相应 的运 动 ， 同时 Ｆ Ｇ Ｐ Ａ将 运动
法， 最小 偏差 法 ， 字 积分 数
法， 目标 点 跟 踪 法 。其 中 数 字积分 法 具有 逻辑 功 能 强的特 点 ， 以实 现一 次 、 可
图 ３ Ｆ ＧＡ 从 Ａ Ｍ 读 运 动 Ｐ Ｒ
信 息 时 Ｆ ＧＡ 程 序 流 程 Ｐ
ARM与FPGA的接口实现
4.2 基于Altera公司的Excalibur 系列芯片实现的图像采集处理系统
4.2 基于FPGA+ARM实现的星敏感器
4.2.1 星敏感器的原理框图
星空
光学 系统
图像 传感器
信号 处理
星点 提取
星图 识别
姿态 计算
姿态
导航星库
星表/导航星
观测星图/观测星
4.2.2 星敏感器的相关技术
镜头设计 图像传感器选择 图像驱动 图像处理（星图识别）
3 SOPC开发工具及开发流程
QUARTUS II + SOPC Builder + Nios II IDE
EDK(XPS+SDK) + ISE
－参考书 《基于EDK的FPGA嵌入 式系统开发》
4 嵌入式系统应用实例
4.1 基于Altera公司的Excalibur 系列芯片的EPXA10开发板
2 FPGA的嵌入式处理器
选择软核处理器还是硬核处理器？
对处理器的性能要求不高（仅要求几个到一两百个DMIPS，采用不多的 FPGA资源就可以，则采用嵌入软核处理器是合适的选择。
需要数据、协议处理能力超过300DMIPS，且难以由多个处理器分担，则
采用1,100MIPS的高性能PowerPC嵌入硬核处理器较合适。 FPGA中嵌入的处理器应当与FPGA及其所面向的市场、应用需求相匹配。
是否需要在FPGA中嵌入处理器？
FPGA适合用于逻辑控制、接口控制、规则数据处理，设计具有复杂算 法和逻辑控制系统时，需要结合使用嵌入式处理器 对系统集成度要求较高，将处理器嵌入FPGA能最大限度地提高系统集 成度，降低系统设计复杂度，加快上市时间。 对需求变化提供较大的灵活性，在FPGA中嵌入处理器较为合适。FPGA 与芯片处理器的结合的优点是无
北斗二代B1频点导航接收机的研究与实现(iii)
生截短产生。导航电文根据速率和结构不同分为D1 （50b/s）导航电文和D2（500b/s）导航电文，在D1码 上调制有二次编码NH码，导航电文速率如表1所示。
Table 1. The navigation data rates of BD2 表 1.BD2导航电文速率
GEO I支路 Q支路 D2（500b/s） D2（500b/s） MEO/IGSO D1（50b/s），二次 编码（1kbps） D2（500b/s）
1 引言
北 斗 卫 星 导 航 系 统 （ BeiDou （ COMPASS ） Navigation Satellite System）是中国正在实施的自主研 发、独立运行的全球卫星导航系统。按照规划，北斗 卫星导航系统将由5颗静止轨道（GEO）卫星、3颗倾 斜同步轨道（IGSO）卫星和27颗中轨道（MEO）卫 星组成。其信号包括B1、B2、B3 三个频点的信号， 每个频点信号都由I、Q两个支路的“测距码+导航电 文” 正交调制在载波上。 测距码分I支路普通测距码 （C 码）和Q支路精密测距码（P码）。由于GPS发展的比 较早，也相对比较成熟，所以目前大多数的研究都是 针对GPS的，我们急需研制自己的北斗导航接收机。
基带码NCO控制 载波跟踪 环路鉴别器 载波环路 滤波器 载波 相位计数
AM1201 低噪放
1561± 20MHz 滤波器
SI4133 1561MHz本振
混频器
AD9288 采样
Figure 2. The RF module 图 2.射频模块
500us中断 读取IQ超 前、滞后、 即时相关值
C码跟踪 环路鉴别器
DSP读取伪距
同步信号
射频 模块
控制信号
基带 信号 处理
一种基于ARM的FPGA可重构配置方法的实现及应用
存储配置位流的 ｓ Ａ 上电时 ， Ｒ Ｍ， 将存储在专用配置芯片中的配置信息加载到 Ｆ Ｇ Ｐ Ａ中， 从而实现一定的逻 辑功能， 掉电时片内 Ｓ Ａ 中的配置数据遗失 ， ＲＭ 需要下一次加电时重新加载配置． 这种片内易失存储器存储 配置数据的结构 ， 使得 Ｆ Ｇ Ｐ Ａ可以在线动态的对其 ｓ Ａ 中的配置数据进行更新 ， ＲＭ 从而实现电路逻辑功能动
被动 串行配置方式的时序 ， 出配置流程 图及 实现的程序代码 ， 给 并通过 实例验证 了该方法的优越 性及 应用前景．
关 键 词 ： 构 配 置 ； Ｐ Ａ； Ｉ Ｃ Ｏ 重 ＦＧ Ａｔ Ｍ； ／ Ｓ—Ｉ Ｉ
中图分类号 ：＇ ４ ， ２ Ｉ Ｐ
文献标识码 ： Ａ
文章编号 ：ｏ ４— ３２ ２ ｏ ） ６一 ｏ ４一 ４ ｌｏ ８ ３ （ｏ ８ ０ ｏ ７ ｏ
第 ６期
的介 绍 ．
4结语文中给出了基于arm的fpga的ps加载配置方案该方法电路结构简单易于实现充分利用arm处理器功能强速度快应用广的特点在系统中可预先包含多个不同功能的配置文件根据现场的需要进行相应的配置实现在线更新fpga功能既节省了开发成本又满足了一些特殊的系统设计要求也充分显示出fpga现场升级灵活运用的设计理念方案的提出对嵌入式数字系统设计具有相当的借鉴意义
．
其 中 Ｍ Ｅ ［ ：］ ｏ ｓ Ｌ １０ ＝ ０时选择 Ａ 模式 ， ｓ Ｌ １Ｏ ０ 时选择 Ｐ ｓ Ｍ Ｅ ［ ： ］＝ １ Ｓ模式 ， 对于某些串行 配置器件 当 Ｍ Ｅ ｓＬ ［ ：］＝ｌ 为快速 Ａ １０ ０时 Ｓ模 式 ， 配置 速度 比 Ｐ Ｓ模式快 一倍 ． ｙｌ ｅＩ系列 Ｆ Ｇ Ｃ ｃ ｎ Ｉ ｏ Ｐ Ａ支持 配 置数据 自解压 ， 将压
一种双通道接收机的设计
一种双通道接收机的设计设计一种双通道接收机需要考虑到硬件设计和信号处理两个方面。
下面是一种双通道接收机的设计方案，包括硬件设计和信号处理的关键步骤。
1.硬件设计部分：-选择合适的接收机芯片：选择能够接收两个通道的芯片，如带有多通道收发功能的射频接收机芯片。
-设计中频放大器：使用中频放大器将射频信号放大到适合后续处理的信号水平。
-设计混频器：使用混频器将高频信号和本地振荡频率进行混频，得到中频信号。
-设计低噪声放大器：对中频信号进行低噪声放大。
-设计滤波器：使用滤波器来去除中频信号中的不需要的频率分量，只保留需要的频率分量。
-设计解调器：对滤波后的信号进行解调，得到基带信号。
-设计模数转换器：将基带信号转换为数字信号。
2.信号处理部分：-信号匹配：将接收到的数字信号根据通道进行匹配，分别分配到对应的处理器中。
-数据解码：对接收到的数字信号进行解码，将数字信号转换为原始信号。
-资源分配：根据解码后得到的原始信号，将资源分配到对应的处理模块中进行进一步处理。
-信号处理：根据具体的应用需求，对原始信号进行进一步处理，如滤波、去噪、放大等。
-数据重组：将处理后的信号重新组合成用户所需的数据格式。
需要注意的是，在设计双通道接收机时，需要考虑到频带的分配、信号的分离和处理等方面的问题。
在硬件设计中，要确保两个通道之间的干扰尽可能小。
在信号处理部分，可以使用数字信号处理技术来处理信号，以提高接收机的性能和灵活性。
另外，在设计双通道接收机时，还需要考虑到功耗和成本的问题，选择适合的元件和设计方案以平衡性能和成本之间的关系。
总之，设计一种双通道接收机需要综合考虑硬件设计和信号处理两个方面，以满足双通道接收的要求，并尽可能提高接收机的性能和灵活性。
ARM与FPGA通用GPMC总线接口设计实现
ARM与FPGA通用GPMC总线接口设计实现引言：随着计算机科学的不断发展，特别是嵌入式系统的迅速发展，ARM和FPGA的结合越来越受到关注。
ARM作为一种高性能、低功耗的处理器，广泛应用于移动设备、智能家居和工业自动化等领域。
而FPGA则具有灵活可重构的特点，可以实现各种不同的数字电路和逻辑功能。
为了实现ARM与FPGA之间的通信，我们可以采用GPMC（General-Purpose Memory Controller）总线接口。
GPMC是一种高性能、灵活的AMBA（ARM Advanced Microcontroller Bus Architecture）总线接口，主要用于处理大容量主存储器和外部设备的访问。
设计思路：1.通过FPGA实现GPMC总线控制器，与ARM处理器相连。
2.根据GPMC总线协议规范，实现数据、地址、控制和时钟信号的交互。
3.通过GPMC总线控制器，实现ARM与FPGA之间的数据传输和通信。
设计细节：1.GPMC总线控制器的设计：-实现GPMC总线接口的时序控制逻辑，包括数据传输的读写控制和时钟同步。
-实现对外设的地址和数据的读写控制。
-实现GPMC总线控制器与ARM处理器的接口逻辑。
2.GPMC总线接口的数据传输：-对于数据的读取，ARM发送读命令和地址给GPMC控制器，控制器从外设读取数据，并将数据发送给ARM。
-对于数据的写入，ARM发送写命令、地址和数据给GPMC控制器，控制器将数据写入外设。
3.GPMC总线接口的时钟同步：-ARM和FPGA可能有不同的时钟频率，需要实现时钟同步。
- 可以使用FPGA中的PLL（Phase-Locked Loop）模块，将ARM的时钟频率转换为与FPGA相同的频率。
4.GPMC总线接口的地址映射：-ARM和FPGA之间的地址映射需要一致，以确保ARM访问FPGA上的正确地址。
-可以通过使用地址转换模块来实现地址映射。
5.GPMC总线接口的信号标准：-GPMC总线接口的信号标准需要符合AMBA总线接口规范。
ARM与FPGAGPMC总线接口设计实现
ARM与FPGAGPMC总线接口设计实现ARM（Advanced RISC Machine）与FPGA（Field Programmable Gate Array）GPMC（General-Purpose Memory Controller）总线接口设计实现是一种常见的系统级组件互连方式。
在许多嵌入式系统中，ARM处理器与FPGA协同工作以提供更高性能和更多功能。
通过设计和实现一个高效的总线接口，ARM处理器和FPGA可以有效地通信，实现数据传输和协作计算。
在设计ARM与FPGAGPMC总线接口时，需要考虑以下几个方面：1.电气特性：ARM和FPGA之间的总线接口需要考虑电平匹配、时序一致性等电气特性。
通常采用LVCMOS电平进行通信，同时需要保证时钟信号和数据信号的稳定性和可靠性。
2.信号传输：ARM处理器和FPGA之间的通信通路可以通过多种方式，如并行总线、串行总线、DMA等。
在设计总线接口时，需要选择合适的信号传输方式，并进行信号映射和协议转换。
3.性能优化：通过合理设计总线接口，可以优化数据传输性能，提高系统的吞吐量和响应速度。
可以采用FIFO缓冲、流水线设计等技术来提高数据传输效率。
4.数据传输协议：ARM和FPGA之间的通信需要定义数据传输协议，包括数据帧结构、数据标识符、校验和错误处理等。
通常采用标准协议如AHB、AXI等，也可以根据具体需求设计自定义协议。
基于以上考虑，下面介绍一种ARM与FPGAGPMC总线接口的设计实现方案：1.电气特性：采用LVCMOS电平进行信号传输，确保电平匹配和时序一致性。
使用适当的阻抗匹配和信号波形调整电路来提高信号质量。
2.信号传输：采用高速并行总线进行ARM和FPGA之间的数据传输。
通过并行总线数据线和控制线的映射，实现ARM处理器与FPGAGPMC之间的通信。
3.性能优化：设计FIFO缓冲器和数据流水线，提高数据传输效率。
在ARM处理器和FPGA之间增加数据缓冲和流水线处理，减少传输延迟和提高系统响应速度。
基于ARM+FPGA的运动控制器设计与实现
２硬件系统 关键技术设计 与实现
本 系统采用 Ａ Ｍ＋ Ｐ Ｒ Ｆ ＧＡ的结构进行运动控制 系
统 的 设 计 ， 与 目前 应 用 中 常 见 的 ＩＣ （ｎ ｕｔａ Ｐ Ｉｄ ｓ ｉ ｒｌ
电源 等基本外 围电路构成嵌入 式 Ｌｎｘ运行 的最 小系 ｉ ｕ
统 ，而 Ｆ Ｇ 最 小系统则 由 Ｅ Ｉ６ ４ Ｃ 、时钟 电 ＰＡ ＰＣ Ｑ２ ０ ８
在系 统 中 ＡＲ 作为通用处理器 ，用 来实现系统 Ｍ 任务 的触 发、系统命令 的发送 和任务 的调度等 功能 。 Ｆ Ｇ 作 为 ＡＲ 的外设 ，用来对 Ａ Ｍ 经地 址数 据 ＰＡ Ｍ Ｒ 总线传送过来 的命令进行解 析 ，并最终按照 删 命
件软化的设计思想。即具有软件可编程、 可重构的特
刘鹏 刘荣 任 开春
（ 重庆 通信 学 院 ）
摘 要 ：本文以微控制器 Ａ ９Ｒ ２０和 Ｅ １６ ２ ０ ８为核心，对工业 ｃ Ｔ １ Ｍ９０ ＰＣ Ｑ ４Ｃ Ｔ机的运动控制器进行了设计，
从硬 件和 软件两个方面对控制器 的关键技术进行研 究与设计，应用单 神经元 自适应 ＰＤ控制算法进行仿真，并给 Ｉ 出系统 实际运 行结果。
方面 ，运 动控制系统控 制的轴数越 来越 多、控制精
度要求越 来越 高 、控制对 象的实 时 『要 求越 来越强 。 生 现有 的工控机＋ 多块 板卡组 成的控 制系统逐渐 呈现 出 运 动控制方 面的劣势 。Ａ Ｍ＋ Ｐ Ｒ Ｆ ＧＡ 的硬件 方案 ，将 工控机 从现有 的运 动控制系统 中解 放 出来 ， 而代之 取
的地址空间，地址选通信号结寻址 。 Ｐ
图 ２ 软 件 系 统 分 层 示 意 图
３软件 系统关键技术设计与实现
用ARM对FPGA进行配置的原理与方法
用ARM对FPGA进行配置的原理与方法
0引言
基于SRAM工艺FPGA在每次上电后需要进行配置，通常情况下FPGA的
配置文件由片外专用的EPROM来加载。
这种传统配置方式是在FPGA的功能相对稳定的情况下采用的。
在系统设计要求配置速度高、容量大、以及远程升级时，这种方法就显得很不实际也不方便。
本文介绍了通过ARM对可编程器件进行配置的的设计和实现。
1 配置原理与方式
1.1配置原理
在FPGA正常工作时，配置数据存储在SRAM单元中，这个SRAM单元也被称为配置存储器(Configuration RAM)。
由于SRAM是易失性的存储器，因此FPGA在上电之后，外部电路需要将配置数据重新载入到片内的配置RAM中。
在芯片配置完成后，内部的寄存器以及I/O管脚必须进行初始化。
等初始化完成以后，芯片才会按照用户设计的功能正常工作。
1.2配置方式
根据FPGA在配置电路中的角色，其配置数据可以使用3种方式载入到目标器件中:
-FPGA主动(Active)方式;
-FPGA 被动(Passive)方式;
-JTAG 方式;
在FPGA 主动方式下，由目标FPGA来主动输出控制和同步信号(包括配置时钟)给专用的一种串行配置芯片，在配置芯片收到命令后，就把配置数据发到FPGA，完成配置过程。
在被动方式下，由系统中的其他设备发起并控制配置。
基于ARM和FPGA的经济型数控系统硬件设计与实现
片机 ＭＳ ４ ０完成模 拟主轴控制和 Ａ Ｄ采样功能 。在 实现通 用的数控接 口功 能的基础上 ，还 实现 了网络、ＵＳ 、Ｃ Ｐ３ ／ Ｂ ＡＮ等 通信接 口功能 ，为数控 系统 网络化和今后的功能扩展提供 了多种硬件支持 。仿真和 系统 实验 结果表 明 ，该 系统样 机各项功
能 、性 能 达 到数 控 系统 的较 高 水平 。
关键词 ：Ａ Ｍ 处理器 ；现场可编程 门阵列；经 济型数控 系统 ；单片机 ；硬 件设 计 Ｒ
中 图 法 分 类 号 ： Ｐ ０ ． 文 献 标 识 号 ： 文 章编 号 ： ０ ０７ ２ （０ ２ ０ ３ ２０ Ｔ ａ２１ Ａ １ ０—０ ４ ２ １） ４１ ９—６
（ ．Ｉｓｉ ｔ ０ ，Ｓ ｃ ｎ ａ ｅ ｆ ｈｎ ｒ ｓ ａ ｅＳ ｉｎ ｅａ ｄ Ｉ ｄ ｓｒ ｏ ｐ ｒ ｔ ｎ ｅ ｉｇ １ ０ ５ ， ｈｎ ； １ ｎ ｔ ｕｅ７ ６ ｅ ｏ ｄＡｃ ｄ ｍｙ ｏ ｉａＡｅｏ ｐ ｃ ｃ ｃ ｎ ｎ ｕ ｔ Ｃ ｒ ｏａ ｉ ，Ｂ ｉｎ ０ ８ ４ Ｃ ｉａ ｔ Ｃ ｅ ｙ ｏ ｊ ２ ｎ ｏ ｍａｉ ｏｌｇ ， ｅ ｉ ｏ ｅ ｔｙＵｎｖ ｒｉ ， ｅ ｉ ０ ０ ３ Ｃ ｉａ ．Ｉ ｆｒ ｔ ｎ Ｃ ｌ ｅ Ｂ ｉｎ Ｆ ｒｓｒ ｉ ｓ ｙ Ｂ ｉｎ １ ０ ８ 。 ｈｎ ） ｏ ｅ ｊｇ ｅ ｔ ｊｇ
Ｄｅ ｉ ｎ ａ ｄ ｉ ｌｍｅ ｔ ｔ ｎ ｏ ｃ ｎ ｍｉａ ｓｇ ｎ ｍｐ ｅ ｎ ａ ｉ ｆｅ ｏ ｏ ｃ ｌＣＮＣ ｈ ｒ ｗａ ｅ ｏ ａ ｄ ｒ ｂ ｓｄｏ ａ ｅ ｎ ＡＲＭ ｎ ＰＧＡ ａ ｄＦ
基于FPGA的中频数字接收机的研究
基于FPGA的中频数字接收机的研究基于FPGA的中频数字接收机的研究摘要：本文主要探讨了基于现场可编程门阵列（FPGA）的中频数字接收机的研究。
通过对中频数字接收机的结构和原理进行介绍，并详细讨论了FPGA技术在中频数字接收机中的应用。
通过案例分析和实验验证，验证了该技术的可行性和优势。
最后，给出了对未来发展的展望。
1.引言中频数字接收机是一种将高频模拟信号转换为数字信号的关键设备，广泛应用于通信、雷达和测控等领域。
传统的中频数字接收机主要依靠模拟电路和数字信号处理器（DSP）完成信号的处理和解调。
然而，这些传统方案存在硬件成本高、稳定性差、可扩展性差等问题。
因此，如何提高中频数字接收机的性能和可靠性成为了当前研究的热点问题。
2.中频数字接收机的结构和原理中频数字接收机主要包括前端信号处理模块、中频放大器模块、模数转换器模块、数字信号处理模块等。
其中，前端信号处理模块用于滤波、放大和混频，将输入信号转换到中频范围；中频放大器模块用于提高输入信号的幅度；模数转换器模块将模拟信号转换为数字信号，并进行采样；数字信号处理模块对采样的数字信号进行滤波、解调、解调等处理。
3.FPGA技术在中频数字接收机中的应用FPGA是一种可编程逻辑器件，具有并行处理能力、可重配置性和灵活性等优势，使其成为中频数字接收机中的理想选择。
首先，FPGA可以实现中频数字接收机各个模块的并行处理，提高系统的处理速度。
此外，FPGA可编程性强，可以根据需求进行动态调整和升级，提高系统的可扩展性和灵活性。
最重要的是，FPGA中的大量资源和算法库可以用于滤波、解调和解调等信号处理过程，可以提高中频数字接收机的性能。
4.基于FPGA的中频数字接收机的设计与实现本文以某高精度通信系统中的中频数字接收机为研究对象，设计了一种基于FPGA的中频数字接收机。
首先，通过对系统的需求进行分析，确定了系统的参数和功能需求。
然后，选择了适合的FPGA芯片，并进行了芯片的配置和硬件的设计。
基于ARM的FPGA嵌入式系统实现
基于ARM的FPGA嵌入式系统实现ARM(Advanced RISC Machines)既可以认为是一个公司。
也可以认为是对一类微处理器的统称，还可以认为是一项技术。
基于ARM技术的微处理器应用约占据了32位RISC微处理器75%以上的市场份额，ARM技术正在逐步渗入到人们生活的各个方面[1]。
到目前为止，ARM微处理器及技术已经广泛应用到各个领域，包括工业控制领域、网络应用、消费类电子产品、成像和安全产品等。
FPGA(Field Programmable Gate Array)是一种高密度现场可编程逻辑器件，其逻辑功能是通过把设计生成的数据文件配置到器件内部的静态配置数据存储器(SRAM)来实现的。
FPGA 具有可重复编程性,能灵活实现各种逻辑功能。
基于SRAM工艺的FPGA具有易失性。
系统掉电以后其内部配置数据容易丢失，因此需要外接ROM保存其配置数据，系统上电后必须重新配置数据才能正常工作。
目前有两种方案可以实现，一种是使用专用的PROM，以Xilinx公司FPGA，XCFxx系列PROM为例,能够提供FPGA的配置时序，上电时自动加载PROM中的配置数据到FPGA的SRAM 中;另一种是在含有微处理器的系统(如嵌入式系统)中采用其他非易失性存储器如E2PROM、Flash存储配置数据，微处理器模拟FPGA的配置时序将ROM中的数据置入FPGA。
与第一种方案相比,该方案节省成本、缩小系统体积。
适用于对成本和体积苛刻要求的系统。
在便携式虚拟仪器设计中，使用嵌入式系统和FPGA实现系统功能。
嵌入式微处理器采用Samsung公司的ARM7TDMI系列处理器S3C44BOX：FPGA采用Xilinx公司的Spartan-3E 系列XC3S100E,采用S3C44BOX完成对XC3S100E的配置。
取得了良好效果。
2 从串配置的原理2.1从串配置原理Xilinx公司的Spartan-3E系列FPGA产品是采用90 nm工艺的2.5 V低电压FPGA器件，具有高性能、低功耗、可无限次编写的特点。
基于FPGA的嵌入式系统的研究及设计的开题报告
基于FPGA的嵌入式系统的研究及设计的开题报告一、研究背景及意义随着信息技术的发展，嵌入式系统在社会生产、科学技术等各个领域中得到了广泛应用，其中基于FPGA（Field-Programmable Gate Array）的嵌入式系统在高性能、低功耗、可重构性等方面具有独特的优势，日益成为研究的热点和应用的重要方向。
本课题旨在研究基于FPGA的嵌入式系统的设计及其应用，在对现有相关技术和理论进行深入分析的基础上，结合具体应用场景进行相关系统设计与实践开发，探索FPGA嵌入式系统的优化设计和功能实现，推动信息技术的发展与应用。
二、研究内容及目标本课题的主要研究内容包括以下几个方面：1、基于FPGA的嵌入式系统设计理论研究，包括FPGA基础概念、数字电路设计、EDA工具等相关理论技术的研究。
2、基于ARM处理器的FPGA嵌入式系统架构设计与优化，主要涉及ARM处理器架构、信号处理、寄存器设计等。
3、基于FPGA的嵌入式系统开发及应用实践，实现各类控制、通信、图像处理等应用场景。
本课题的主要研究目标包括以下几个方面：1、深入掌握基于FPGA的嵌入式系统的设计原理和关键技术，具备开发和应用FPGA嵌入式系统的能力。
2、基于ARM处理器的FPGA嵌入式系统架构设计与优化，在提高系统性能和功耗效率的同时，实现系统的实时控制和数据处理等功能。
3、基于FPGA的嵌入式系统开发及应用实践，实现控制、通信、图像处理等应用场景，验证系统性能和可靠性。
三、研究方法和技术路线本课题采用文献研究法、实验研究法和案例研究法相结合的方式进行研究，具体技术路线如下：1、文献研究法。
通过查阅相关文献资料和参考书籍，深入研究FPGA的基础理论、数字电路设计和ARM处理器的嵌入式系统架构等领域的最新研究成果，了解国内外相关领域的发展动态及趋势。
2、实验研究法。
基于FPGA平台，搭建实验环境并进行算法实现、实际调试和性能测试，对系统进行不断优化和完善，验证系统设计的可行性和有效性。
基于ARM与FPGA高速数据通信接口设计
基于ARM与FPGA高速数据通信接口设计朱望纯;张硕;蒋汉林【摘要】In view of high speed and real-time performance of data acquisition equipment,a high speed data communication in-terface based on S3C6410 ARM processor and FPGA is designed and implemented.The interface uses SPI bus to complete the control signal interaction between FPGA and ARM,and uses dual port RAM to complete data transmission.The design solves the problem of data processing speed mismatch between ARM and FPGA,and has the characteristics of high speed and real-time performance.The test results show that the system is easy to operate and can be used in the field of instrument control and electronic measurement.%针对数据采集仪器设备信号要求高速、实时,设计并实现了基于S3C6410 ARM处理器和FPGA的高速数据通信接口.接口通过SPI总线完成FPGA和ARM之间控制信号交互,采用双口RAM完成数据上传.该设计解决了ARM与FPGA的数据处理速度不匹配问题,具备高速、实时性等优点.测试结果表明,系统操作简单,功能正常,可应用于仪器控制和电子测量领域.【期刊名称】《桂林电子科技大学学报》【年(卷),期】2017(037)004【总页数】5页(P293-297)【关键词】高速数据;SPI总线;双口RAM;FPGA【作者】朱望纯;张硕;蒋汉林【作者单位】桂林电子科技大学电子工程与自动化学院,广西桂林 541004;桂林电子科技大学电子工程与自动化学院,广西桂林 541004;陆军装备部武汉军代局驻八〇一厂军代室,广西柳州 545012【正文语种】中文【中图分类】TP336随着仪器性能要求的提高，仪器功能的进一步拓展，仪器控制的实时性、采样速度、精度、存储等要求也越来越高[1]。
基于FPGA的GNSS软件接收机算法设计与实现的开题报告
基于FPGA的GNSS软件接收机算法设计与实现的开题报告一、研究背景全球导航卫星系统（GNSS）是一种全球性的卫星定位和导航系统，由多颗卫星组成，可为全球用户提供定位、导航和时间服务。
目前主要的GNSS系统有美国 GPS、俄罗斯 GLONASS、欧洲 Galileo和中国BeiDou等，这些系统每年都在不断地更新和升级。
GNSS接收机是卫星导航应用的核心设备，其关键性能指标包括位置精度、时间精度、信号灵敏度、信噪比等。
随着科技的不断发展，GNSS接收机的需求也在不断增加，如航空飞行控制、车辆自动驾驶、精密农业、测绘勘探等领域。
目前，GNSS接收机主要使用SoC（System on Chip）和FPGA （Field Programmable Gate Array）两种技术实现。
SoC技术具有集成度高、功耗低等优势，在小型终端设备中有广泛应用。
而FPGA技术具有灵活性和可重构性强的优势，使得其在高性能、低功耗应用中得到了广泛的应用。
二、研究内容本文将以FPGA为核心设计目标，开发一种基于FPGA的GNSS软件接收机算法，实现GNSS导航、定位、计算、解码等重要功能，探究GNSS软件接收机的优化方案。
具体研究内容包括：1.研究GNSS接收机的基本原理和功能，分析GNSS信号接收、解调、定位算法等。
2.研究FPGA的基本原理和应用，分析FPGA在GNSS接收机中的优化应用方法。
3.设计基于FPGA的GNSS软件接收机算法，并进行仿真验证，优化算法性能。
4.搭建基于FPGA的GNSS接收机实验平台，对接收机性能进行实验测试和分析。
5.开发基于FPGA的GNSS软件接收机应用程序，实现GNSS导航、定位、计算、解码等功能。
三、研究意义1.可以提高GNSS接收机的性能和灵活性，满足不同领域的需求。
2.可以探索FPGA技术在导航定位领域的应用，扩展该技术的应用范围。
3 为GNSS技术的研究和发展提供可靠的技术支撑，推进GNSS技术在各领域的应用。
基于FPGA的软件无线电接收机的设计
基于FPGA的软件无线电接收机的设计随着无线通信技术的快速发展，软件无线电技术成为了无线通信领域的关键技术之一。
软件无线电接收机是软件无线电系统中重要的组成部分，其设计和实现对于无线通信系统的性能和灵活性具有重要影响。
本文将介绍一种基于FPGA的软件无线电接收机的设计方案。
FPGA（Field-Programmable Gate Array）是一种可编程逻辑器件，具有灵活性高、可重构性强的特点，因此在软件无线电接收机的设计中得到了广泛应用。
基于FPGA的软件无线电接收机的设计流程主要包括信号接收、信号解调和信号处理三个关键步骤。
首先，信号接收是软件无线电接收机的基本功能，其核心是将无线电频率的信号转换为数字信号。
在FPGA中，可以利用高速ADC（Analog-to-Digital Converter）模块将模拟信号转换为数字信号，并通过FPGA的输入输出端口进行数据传输。
其次，信号解调是将接收到的数字信号转换为原始数据的过程。
在FPGA中，可以使用数字信号处理算法对接收到的信号进行解调。
例如，可以利用快速傅里叶变换（FFT）算法对信号进行频谱分析，提取出信号的频率、幅度等信息。
最后，信号处理是对解调后的信号进行进一步处理和分析的过程。
在FPGA中，可以利用各种算法对信号进行滤波、解码、解调等操作。
例如，可以使用数字滤波器对信号进行滤波，去除干扰和噪声，提高信号的质量。
基于FPGA的软件无线电接收机的设计具有许多优点。
首先，FPGA具有可编程性强的特点，可以根据不同需求对接收机进行灵活的配置和调整。
其次，FPGA的并行处理能力强，可以实现高速、实时的信号处理。
此外，FPGA具有低功耗、体积小的特点，适合应用于便携式设备中。
综上所述，基于FPGA的软件无线电接收机的设计方案具有良好的性能和灵活性。
随着FPGA技术的不断发展和进步，基于FPGA的软件无线电接收机将在无线通信领域发挥越来越重要的作用。
相信在不久的将来，基于FPGA的软件无线电接收机将成为无线通信系统中不可或缺的一部分。
基于ARM+FPGA_实现多种类型接口数据传输的设计方法
河南科技Henan Science and Technology 电气与信息工程总第877期第6期2024年3月基于ARM+FPGA实现多种类型接口数据传输的设计方法王晓旭（中国电子科技集团公司第三十九研究所，陕西西安710065）摘要：【目的】天线实时角度测量设备与天线的控制单元、环形器、信号处理、模拟器等多个外部设备之间存在多种类型的数据传输接口，为满足这些接口在互不干扰的情况下，并行完成高速、准确、无延时的数据传输。
【方法】硬件电路采用ARM+FPGA架构，以总线方式将ARM与FPGA通过地址线、数据线、读/写允许、片选、中断信号等管脚接口逻辑连接。
由ARM处理器实现主控制程序，通过Keil软件开发，C语言设计。
FPGA使用Quartus II开发环境，VHDL语言设计，采用状态机和FIFO技术实现时序、数据、信号输出的设计。
【结果结果】该方法不仅满足了多种类型数据接口并行传输的高速率、实时性要求，而且具有可扩展性。
【结论结论】该方法已经在测控产品中应用，效果显著。
关键词：ARM；FPGA；数据传输；接口中国分类号：TP311 文献标志码：A 文章编号：1003-5168（2024）06-0016-04 DOI：10.19968/ki.hnkj.1003-5168.2024.06.003Design Method for the Achievement of Multiple Types Interfaces DataTransmission Based on ARM+FPGAWANG Xiaoxu(China Electronics Technology Corporation 39th Research Institute, Xi'an 710065, China)Abstract: [Purposes] There are many types of data transmission interfaces between the antenna real-time angle measurement device and the antenna control unit, circulator, signal processing, simulator and other external devices. In order to meet these interfaces, high-speed, accurate and non-delay data transmission is completed in parallel without interference. [Methods] The hardware circuit adopts ARM + FPGA archi⁃tecture, and the ARM and FPGA are logically connected by bus through pin interface such as address line, data line, read-write permission, chip selection, interrupt signal and so on. The main control program is implemented by ARM processor, developed by Keil software and designed by C language. FPGA uses Quar⁃tus II development environment, VHDL language design, and uses state machine and FIFO technology to achieve timing, data, signal output design. [Findings] The design method not only meets the requirements of high speed rate and real-time of parallel transmission of multiple types of data interfaces, but also has scalability. [Conclusions] The method has been applied in the measurement and control products, and the application effect is remarkable.Keywords: ARM; FPGA; data transmission; interfaces收稿日期：2023-08-24作者简介：王晓旭（1969—），男，本科，高级工程师，研究方向：科研管理。
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（ １ ． Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ Ｃｏ ｍｍｕ ｎ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ，Ｇｕ ｉ ｌ ｉ ｎ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ，Ｇｕ ｉ ｌ ｉ ｎ ５ ４ １ ０ ０ ４ ，Ｃｈ ｉ ｎ ａ ；
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第３ ５卷
第 ５期
桂 林 电 子 科 技 大 学 学 报
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｇｕ ｉ ｌ ｉ ｎ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｅｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎｉ ｃ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
Ｖｏ１ ．３ ５， Ｎｏ．５
Ｏｃ ｔ ． ２ Ｏ１ ５
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５ ４ １ ０ ０ ４ ）
摘 要 ： 为 了接 收 北 斗 卫 星 Ｂ ２频 点 信 号 ， 设 计 了一 种 基 于 Ａ ＲＭ ＋ Ｆ Ｐ ＧＡ 的 Ｂ Ｄ２接 收 机 。 该 设 计 采 用 ＭＡＸ ２ １ １ ２和 ＭＡＸ １ ０ ０ ３分 离元 器件 构建 射 频 前 端 模 块 ， 辅 以 基 带 信 号 处 理模 块 、 通 讯 模 块 和 电 源 模 块 搭 建 了 接 收 机 的 硬 件 平 台 。在 硬 件 平 台 的 基 础上 ， 设 计 了 ＡＲ Ｍ和 Ｆ Ｐ ＧＡ 的 软件 功 能 。测 试 结 果 表 明 ， 设 计 的 样机 能够 正确 捕 获 跟 踪 Ｂ ２频 点 信 号 ， 经 度 标 准差为 １ ． ５ ｍ， 纬度标准差为 ５ ． １ ｍ， 高度标准差为 ４ ． ４ Ｉ ｎ ， 定 位 精 度 达 到 了 设 计 目标 。
关键词： Ｂ Ｄ ２接 收 机 ； ＭＡＸ ２ １ １ ２ ； Ａ ＲＭ ； Ｆ Ｐ Ｇ Ａ
中 图 分 类 号 ：ＴＮ９ ６ ７ ． １ 文 献 标 志 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１ ６ ７ ３ — ８ Ｏ ８ Ｘ（ ２ ０ １ ５ ） ０ ５ — ０ ３ ５ ６ － ０ ５
Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ａ ｎ ｄ ｉ ｍｐ ｌ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ＢＤ２ ｒ ｅ ｃ ｅ ｉ ｖ ｅ ｒ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ＡＲＭ ａ ｎ ｄ ＦＰＧＡ
２ ０ １ ５年 １ Ｏ月
基 于 ＡＲＭ ＋Ｆ Ｐ ＧＡ 的 Ｂ Ｄ２接 收 机 设 计 与 实现
王 超 ， 纪 元 法 ， 孙 希 延 ，
（ １ Ｉ 桂 林 电子 科 技 大 学 信 息 与通 信 学 院 ， 广西 桂 林 ５ ４ １ ０ ０ ４ ；
２ ． 桂 林 电子 科技 大 学 广 西 无 线 宽 带通 信 与信 号 处理 重点 实验 室 ， 广西 桂 林
ｉ ｓ ｓ ｅ ｔ ｕ ｐ ． Ｏｎ ｔ ｈ ｅ ｂ ａ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｈ ａ ｒ ｄ ｗａ ｒ ｅ ｐ ｌ ａ ｔ ｆ ｏ ｒ ｍ ，ｔ ｈ ｅ ｓ ｏ ｆ ｔ ｗａ ｒ ｅ ｆ ｕ ｎ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ＡＲＭ ａ ｎ ｄ ＦＰ ＧＡ ｉ ｓ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｅ ｄ ． Ｔｅ ｓ ｔ ｉ ｎ ｇ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｓ ｈ ｏ ｗ ｔ ｈ ａ ｔ Ｂ２ 一 ｆ ｒ ｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｃ ｙ ｓ ｉ ｇ ｎ ａ １ ｃ ａ ｎ ｂ ｅ ａ ｃ ｃ ｕ ｒ ａ ｔ ｅ ｌ ｙ ａ ｃ ｑ ｕ ｉ ｒ ｅ ｄ ａ ｎ ｄ ｔ ｒ ａ ｃ ｋ ｅ ｄ ｂ ｙ ｔ ｈ ｅ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｅ ｄ ｒ ｅ ｃ ｅ ｉ ｖ ｅ ｒ 。ｌ ｏ ｎ ｇ ｉ ｔ ｕ ｄ ｅ ｓ ｔ ａ ｎ ｄ ａ ｒ ｄ ｄ ｅ ｖ ｉ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｓ １ ． ５ ｍ ，ｌ ａ ｔ ｉ ｔ ｕ ｄ ｅ ｓ ｔ ａ ｎ ｄ ａ ｒ ｄ ｄ ｅ ｖ ｉ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｓ ５ ． １ ｍ ，ｈ ｅ ｉ ｇ ｈ ｔ ｓ ｔ ａ ｎ ｄ ａ ｒ ｄ ｄ ｅ ｖ ｉ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｓ ４ ． ４ ｍ ， ｔ ｈ ｅ ｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ｇ ａ ｃ ｃ ｕ ｒ ａ ｃ ｙ ｒ ｅ ａ ｃ ｈ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｅ ｘ —